Een nieuwe studie toont aan dat het herstel van het Antarctische Ozongat leidt tot afname van wolken boven de hoge breedtegraden van het zuidelijk halfrond (SH) en toename van wolken boven de extratropen van SH. De afname van wolken leidt tot een afname van neerwaartse infraroodstraling, vooral in de Australische herfst. Dit resulteert in afkoeling van het oppervlak van de Zuidelijke Oceaan en toenemend Antarctisch zee-ijs.

Uit waarnemingen blijkt dat de ozon in de stratosfeer vóór het einde van de jaren negentig afnam, en een abrupte vermindering van 50% in de Antarctische stratosferische ozonlaag vond elk jaar plaats in september tot november, waarvan het resultaat algemeen bekend staat als het 'ozongat'. Vanaf dat moment, ozon in de stratosfeer begon zich te stabiliseren, en is zelfs langzaam toegenomen in het begin van de 21e eeuw, vooral in de poolgebieden.

Zee-ijs in de poolgebieden speelt een belangrijke rol in het mondiale klimaatsysteem. Verandering in zee-ijs resulteert in een grote variatie in albedo over het zeeoppervlak, wat leidt tot verandering in de absorptie van zonnestraling en de temperatuur van het zeeoppervlak. Maar hoe werkt de ozonlaag, die zich in de stratosfeer bevindt, invloed op het Antarctische zee-ijs? Dit is een hot topic op het gebied van atmosferische wetenschap.

Recente studies tonen aan dat het ozongat in Antarctica belangrijke invloeden heeft op het Antarctische zee-ijs. Bijvoorbeeld, door ozon veroorzaakte veranderingen in atmosferische en oceanische circulaties veranderen het transport van oceaanwarmte en de dynamiek van zee-ijs aanzienlijk, bijgevolg van invloed op de temperatuur van het zeeoppervlak en het Antarctische zee-ijs. Prof. Yongyun Hu en zijn team - een groep onderzoekers van het Laboratory for Climate and Atmosphere-Ocean Studies, Afdeling Atmosferische en Oceanische Wetenschappen, School of Physics aan de Universiteit van Peking - hebben ontdekt dat door de stratosferische ozon geïnduceerde indirecte stralingseffecten ook een belangrijke rol spelen bij het veroorzaken van veranderingen in het Antarctische zee-ijs, en hun werk is opgenomen in de zich ontwikkelende speciale uitgave van Vooruitgang in atmosferische wetenschappen over Antarctische meteorologie en klimaat:verleden, Heden en toekomst.

Door gebruik te maken van een klimaatmodel Prof. Yongyun Hu en zijn team ontwierpen een reeks gevoeligheidsexperimenten en ontdekten dat ozonherstel leidt tot een toename van het Antarctische zee-ijs.

"In dit onderzoek, de atmosferische GCM was alleen gekoppeld aan een plaatoceaan om door ozon geïnduceerde stralingseffecten van wolken op zee-ijs te onderscheiden, waarin oceaanwarmtetransport en dynamisch zee-ijs werden uitgesloten, " zegt de corresponderende auteur van de studie, Prof. Hu. "Dus, de verandering in het Antarctische zee-ijs is het product van stralings- en warmteprocessen. Het is het indirecte stralingseffect van de ozonverandering in de stratosfeer in plaats van het directe stralingseffect dat de veranderingen in de temperatuur van het zeeoppervlak en het zee-ijs veroorzaakt. Het indirecte stralingseffect komt van de verandering in wolken."

Hun onderzoek toont aan dat het herstel van het ozongat in Antarctica meer zonnestraling absorbeert en de lagere stratosfeer verwarmt boven de hoge breedtegraden van het zuidelijk halfrond, waardoor de statische stabiliteit in de bovenste troposfeer toeneemt en de bewolking op de hoge breedtegraden van het zuidelijk halfrond afneemt. De verminderde bewolking leidt tot een toename van uitgaande langegolfstraling en een afname van neerwaartse infraroodstraling, vooral in de Australische herfst. Dit resulteert in afkoeling van het oppervlak van de Zuidelijke Oceaan en toenemend Antarctisch zee-ijs. Oppervlaktekoeling houdt ook ijs-albedo-feedback in. Toenemend zee-ijs reflecteert zonnestraling en veroorzaakt verdere afkoeling en meer toename van het Antarctische zee-ijs.